ガス電子増幅器を読み出しに用いた タイムプロジェクションチェンバー (GEM

ガス電子増幅器を読み出しに用いた
タイムプロジェクションチェンバー
(GEM-TPC)の開発
東大CNS、早大理工A
織田勧、 浜垣秀樹、 小沢恭一郎、
犬塚将英、 磯部忠昭、 山口頼人A
2004年3月27日 日本物理学会 27pZB-5
内容
* GEM-TPCとは
* GEM-TPCの製作
* GEM-TPCのテスト結果
* ビームテストの計画
* まとめ
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GEM-TPCとは
増幅部にワイヤーではなく、
GEM(ガス電子増幅器 Gas Electron Multiplier)
を用いたタイムプロジェクションチェンバー
2004年3月27日 日本物理学会 27pZB-5
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GEM-TPCの利点
• ドリフト領域へのイオンフィードバックが抑えられる
• 穴の中以外では電場は一様なので、磁場中で
のE×Bエフェクトが抑えられる
• 増幅された電子を見るので信号が空間的に狭
いものになる。イオンのテールが無くなる
• 2次元対称性を持つので入射角依存性がない
位置分解能、2粒子の飛跡の分解能が向
上すると期待される
高エネルギー重イオン衝突実験や将来のリ
ニアコライダーでの使用が検討されている
2004年3月27日 日本物理学会 27pZB-5
http://gdd.web.cern.ch/GDD/
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GEM-TPCの製作
wire-TPCをGEMを設置できるように改造した
下蓋にGEMを設置
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GEM-TPC のテスト結果 X線
(GEMの動作確認:増幅率の測定)
TPCに取り付けたGEMが正しく
動作していることを確認するために、
55Feの5.9keVのX線を用いて
増幅率の測定を行なった。
ガス : P10 (Ar 90% + CH4 10%)とCF4
電荷応答型プリアンプ
立ち上がり30ns、時定数 1μs
55FeのX線の電荷分布
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増幅率曲線
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GEM-TPCのテスト結果 レーザー
窒素レーザー(波長337nm)によりガス
(P10, CF4)を電離し、できた電子を
15cmドリフトさせ、GEMで増幅し、信
号を観測した。レーザーの一部をフォト
ダイオードに入射させ、トリガーとして
用いた。
正しく動作している!!
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KEK-PSでのビームテスト
• 5月にKEK-PSでビームテストを行なう予定
• 評価項目
– 位置分解能(X方向、Z方向)
– 2粒子の飛跡の識別能力
– ガスによる性能の違い(P10、CF4)
• X方向の分解能を向上させるために読み出し
パッドの形状を変更する(長方形、chevron)
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まとめ
• 信号増幅部にGEM(ガス電子増幅器)を用いたTPC
を製作した
• レーザーにより作られた信号を観測することで正しく動
作することを確認できた
• 今年の5月にKEK PSでビームテストをする予定である
– 位置分解能(X方向、Z方向)
– 2粒子の飛跡の識別能力
– ガスによる性能の違い(P10、CF4)
を調べる
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